CN102416440B - 干砂负压下的消失模铸型在高频微振场中浇注金属液的铸造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种干砂负压下的消失模铸型在高频微振场中浇注金属液的铸造方法，它是采用常温强度≥15KPa、高温强度≥13KPa的高强度消失模涂料作为泡沫模样的保护性涂层，厚度为1.5～2.0mm；采用频率为150～200Hz、振幅为0.3～0.8mm的振动台作为浇注平台，启动振动台经数秒钟达平稳振动状态即浇注金属液；铸型浇注完毕后至型中的金属液，即铸件整体趋于凝固时即可停止振动并撤销负压，铸件自然冷却。本方法铸造结晶细化、均匀，组织致密，可提高致密度4-6%，提高铸件的机械性能，如抗拉强度、屈服强度、延伸率、冲击韧性、耐磨耐用性等，还能提高铸件轮廓的清晰度。

Description

干砂负压下的消失模铸型在高频微振场中浇注金属液的铸造方法
技术领域
本发明涉及消失模铸造，具体是干砂负压下的消失模铸型在高频微振场中浇注金属液的铸造方法。
背景技术
消失模铸造技术的工业应用已有50多年历史，不论是国内还是世界各国的消失模铸造生产过程，都一直是实施其铸型在静态条件下浇注金属液，并在静态下结晶凝固。由于金属液在干砂负压的铸型中冷却速度过于缓慢，故而导致铸件晶粒粗大、组织疏松、机械性能（抗拉强度、冲击韧性、延伸率、耐磨耐用性等）严重下降，此不足之固有特性对消失模铸造工业的发展带来了极大的障碍。
发明内容
本发明的目的是要提供一种干砂负压下的消失模铸型在高频微振场中浇注金属液的铸造方法。
实现本发明目的的技术方案是：采用高强度涂料作为保护性涂层的消失模，在高频微振场中浇注金属液，达到提高铸件质量的目的。
本发明干砂负压下的消失模铸型在高频微振场中浇注金属液的铸造方法，包括按消失模铸造生产之常规制备泡沫模样、涂敷涂料并干燥涂料层，以及按消失模铸造生产之常规砂振实造型（振动频率仅50Hz、多维振动）和用塑膜密封铸型并实施负压、浇注金属液的过程，其特征是：
（1）采用常温强度≥15KPa、高温强度（经900～1000℃下烧烤10分钟）≥13KPa的高强度消失模涂料作为泡沫模样的保护性涂层，厚度为1.5～2.0mm；
（2）采用以上模样的铸型置于频率为150～200Hz、振幅为0.3～0.8mm的振动台上，按消失模铸造生产之常规实施负压（负压度-50～-70Kpa），启动振动台，经数秒钟达平稳振动状态即浇注金属液；
（3）铸型浇注完毕至铸件整体趋于凝固时，即可停止振动并撤销负压，铸件自然冷却。
所述的高强度消失模涂料，经试验表明，中国产的已商品化的“桂林5号”粉状水基涂料（研发单位为桂林市中南铸冶材料研究所）能完全满足常温强度≥15KPa、经900～1000℃烧烤10分钟的高温强度≥13Kpa的性能要求。其配制方法和用料重量份比是：
桂林5号粉状水基涂料︰水 = 1︰1搅拌约1小时至均匀而成。
本发明的优点是：金属液在频率为150～200Hz、振幅为0.3～0.8mm的振动场中浇注充型和冷却结晶的过程中，其结晶的条件和状态得到了极大的改善和优化：
1、高频率微振幅单维定向（上下方向）振动的强烈加速度产生对金属液的反复拉伸和压缩作用，能极大地均匀金属液结晶过程的温度，加速结晶的凝固过程，使金属结晶从铸件的表层至中心都能高度细化和均匀，组织致密，一般能提高致密度4～6%（见表1）。
2、高频率微振幅的振动场能极有效地消除金属晶区和晶界间的偏析，有效地打散渗碳体或磷共晶并使之弥散均匀分布，有效地消除晶间的空隙和裂缝，排除晶间的非金属杂物，从而提高了铸件组织和化学成分的均匀一致性，优化和提高铸件的机械性能，如抗拉强度、屈服强度、延伸率、冲击韧性、耐磨耐用性等。
3、高频率微振幅的振动场能极有效地降低金属液的粘度，提高金属液的流动性和填充性，降低气体含量，有利于铸件的补缩，从而提高铸件轮廓的清晰度，减少和消除铸件气孔、夹渣、缩孔、缩松等缺陷。
表一：
150～200Hz高频振动浇注试验数据（2011年）：
Figure 153633DEST_PATH_IMAGE002
50Hz常规振动台上振动浇注试验数据（2011年）：
 
Figure 933370DEST_PATH_IMAGE004
具体实施方式
本发明一种干砂负压下的消失模铸型在高频微振场中浇注金属液的铸造方法，采用如下步骤来实现：
1、制备泡沫模样；
2、涂敷高强度涂料保护层，将泡沫模样浸在涂料浆液中浸涂3层，逐层在50～55℃下烘干，涂层干燥后的厚度为1.5～2.0mm，高强度涂料采用桂林5号粉状水基涂料︰水 = 1︰1搅拌1小时至均匀制成；
3、干燥涂料层；
4、在沙箱中填充干砂造型，铸型砂层之上用塑料薄膜覆盖密封；
5、将铸型置于振动台上，按消失模铸造生产之常规实施负压（负压度-50～-70Kpa），当负压稳定后，启动振动台，经数秒钟达平稳振动状态即浇注金属液；振动台的频率为150～200Hz、振幅为0.3～0.8mm；
6、铸型浇注完毕至铸件整体趋于凝固时，即可停止振动并撤销负压，铸件自然冷却即成。

Claims (2)

1.一种干砂负压下的消失模铸型在高频微振场中浇注金属液的铸造方法，包括按消失模铸造生产之常规制备泡沫模样、涂敷涂料并干燥涂层、填砂振实造型、塑膜密封铸型、实施负压抽真空、浇注金属液，其特征是：
（1）采用常温强度≥15KPa、经900～1000℃下烧烤10分钟的高温强度≥13KPa的高强度消失模涂料作为泡沫模样的保护性涂层，厚度为1.5～2.0mm；所述的高强度消失模涂料，其用料和用量重量份配比为：桂林5号粉状水基涂料︰水 = 1︰1搅拌约1小时至均匀而成；
（2）采用频率为150～200Hz、振幅为0.3～0.8mm的振动台作为浇注平台，启动振动台经数秒钟达平稳振动状态即浇注金属液；
（3）铸型浇注完毕后至型中的金属液，即铸件整体趋于凝固时即可停止振动并撤销负压，铸件自然冷却。
2.根据权利要求1所述的铸造方法，其特征是：抽真空的负压度为-50～-70Kpa。
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